刀具几何参数
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刀具几何参数的选择
刀具几何参数的选择刀具的切削性能主要是由刀具材料的性能和刀具几何参数两方面打算的。
刀具几何参数的选择是否合理对切削力、切削温度及刀具磨损有显著影响。
选择刀具的几何参数要综合考虑工件材料、刀具材料、刀具类型及其他加工条件（如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等）的影响。
一、前角的选择前角是刀具上最重要的几何参数之一。
增大前角可以减小切削变形，降低切削力和切削温度；但过大的前角使刀具楔角减小，刀刃强度下降，刀头散热体积减小，刀具温度上升，使刀具寿命下降。
针对某一详细加工条件，客观上有一个最合理的前角取值。
工件材料的强度、硬度较低时，前角应取得大些；加工塑性材料宜取较大的前角，加工脆性材料宜取较小的前角。
刀具材料韧性好时宜取较大前角，硬质合金刀具就应取比高速钢刀具较小的前角。
粗加工时，为保证刀刃强度，应取小前角；精加工时，为提高表面质量，可取较大前角。
工艺系统刚性较差时，应取较大前角。
为减小刃形误差，成形刀具的前角应取较小值。
用硬质合金刀具加工中碳钢工件时，通常取；加工灰铸铁工件时，通常取。
二、后角的选择后角的主要功用是减小切削过程中刀具后刀面与工件之间的摩擦。
较大的后角可减小刀具后刀面上的摩擦，提高已加工表面质量。
在磨钝标准取值相同时，后角较大的刀具，磨损到磨钝标准时，磨去的刀具材料较多，刀具寿命较长；但是过大的后角会使刀具楔角显著减小，减弱切削刃强度，减小刀头散热体积，导致刀具寿命降低。
可按下列原则正确选择合理后角值。
切削厚度（或进给量）较小时，宜取较大的后角。
进行粗加工、强力切削和承受冲击载荷的刀具，为保证刀刃强度，宜取较小后角。
工件材料硬度、强度较高时，宜取较小的后角；工件材料较软、塑性较大时，宜取较大后角；切削脆性材料，宜取较小后角。
对精度要求高的定尺寸刀具（例如铰刀），宜取较小的后角；由于在径向磨损量NB 取值相同的条件下，后角较小时允许磨掉的刀具材料较多，刀具寿命长。
车削中碳钢和铸铁工件时，车刀后角通常取为6~8°。
刀具几何形状参数对切削力的影响分析
刀具几何形状参数对切削力的影响分析引言：切削力是刀具加工过程中的重要参数，对加工质量、切削效率和刀具寿命有着重要影响。
刀具的几何形状参数是切削力大小的决定因素之一。
本文将分析刀具几何形状参数对切削力的影响，并提出一些优化措施，以提高加工效率和刀具寿命。
一、刀具几何形状参数的类型1. 刀尖几何形状参数：常见的刀尖几何形状参数包括切割角、刃倒角、刃倾斜角等。
这些参数可以影响刀具与工件间的接触情况，进而影响切削力的大小和方向。
2. 刀尖半径：刀尖半径是刀具边界上一个曲率半径，它可以影响切削力的大小和方向，一般来说，刀尖半径越大，切削力越小。
3. 刀片后角：刀片后角是指刀片后角与工件间的夹角，它可以影响切削力的大小和切屑形态。
较小的刀片后角可以减小切削力，改善切削效果。
二、刀具几何形状参数对切削力的影响1. 刀尖几何形状参数的影响：刀尖几何形状参数可以影响刀具与工件的接触情况，进而影响切削力。
例如，增加切割角可以增加刀具与工件之间的摩擦力，从而增加切削力。
而增加刃倒角可以减小刀具与工件之间的接触面积，从而减小切削力。
刃倾斜角的改变也会影响切削力的大小和方向。
2. 刀尖半径对切削力的影响：刀尖半径主要影响了刀具接触压力的分布。
较大的刀尖半径可以减小切削区域的压力，从而减小切削力。
然而，过大的刀尖半径可能导致刀具易于磨损，减少工具使用寿命。
3. 刀片后角对切削力的影响：刀片后角的改变可以影响切削力的大小，但也会对切削质量产生影响。
在一定范围内，较小的刀片后角会减小切削力，并提升切削质量；然而，过小的刀片后角可能导致切削力不稳定和切削质量下降。
三、刀具几何形状参数的优化方法1. 刀尖几何形状参数的优化：选择合适的切割角、刃倒角和刃倾斜角，可以在保证切削力不过大的前提下，提高切削效果和工具寿命。
优化刀尖几何形状参数的方法包括结构设计与材料选择等。
2. 刀尖半径的优化：根据具体加工要求，选择适当的刀尖半径，以平衡切削力与刀具寿命之间的关系。
章刀具几何参数的合理选择
刀具几何参数包含四方面内容：
几何角度、刃形、刃面、刃区型式及参数
1. 一、刃形
2. 刃形是指切削刃的形状，有直线刃、折线刃、圆弧刃、
3. 月牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他适宜的空间曲线刃等。
二、 切削刃刃区的剖面形式
通常将切削刃的剖面形式简称为刃区形式。
三、 刀面形式及参数
前刀面上的卷屑槽、断屑槽，后刀面的双重刃磨、铲 背以及波形刀面等，都是常见的刀面形式。
（四）副偏角的选择
副偏角的主要作用是形成已加工表面。
副偏角↓→ Ra↓刀尖强度↑散热体积↑
副刃工作长度↑→ 摩擦↑Fp↑易振动→Ra↑，T↓ 在一定条件下，存在一合理值。系统刚性好，取较小值；
刚性差，取较大值,参考表2-13。
（五）刃倾角的选择
1.刃倾角的作用 ①影响刀刃锋利性.λ s↑→γ
0e
四、刀具几何参数的合理选择
（一）前角的选择
1.前角的作用 γ
0
↑→变形程度↓→F↓ q ↓→θ ↓→T↑振动↓质量↑ 刀刃和刀头强度↓散热面积容热体积↓断屑困难
在一定的条件下，存在一个合理值
对于不同的刀具材料和工件材料，T 随γຫໍສະໝຸດ 0的变化趋势为驼峰形。
高速钢的合理前角比Y合金的大。 加工塑材的合理前角比脆材的大
↑、rn ↓→ ↑锋利性
②负刃倾角→刀头强度↑散热体积↑
③负刃倾角→ Fp↑→变形↑，易振动→Ra↑ ④正λ s切屑流向待加工表面，负λ s切屑流向已加工表面 在一定条件下， 存在一合理值
2.刃倾角的选择原则
①粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，λ s取负值；
②精加工、系统刚性差（细长轴），λ s取正值； ③微量极薄切削，取大正刃倾角。
几何角度、刃形、刃面、刃区型式及参数
1. 一、刃形
2. 刃形是指切削刃的形状，有直线刃、折线刃、圆弧刃、
3. 月牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他适宜的空间曲线刃等。
二、 切削刃刃区的剖面形式
通常将切削刃的剖面形式简称为刃区形式。
三、 刀面形式及参数
前刀面上的卷屑槽、断屑槽，后刀面的双重刃磨、铲 背以及波形刀面等，都是常见的刀面形式。
（四）副偏角的选择
副偏角的主要作用是形成已加工表面。
副偏角↓→ Ra↓刀尖强度↑散热体积↑
副刃工作长度↑→ 摩擦↑Fp↑易振动→Ra↑，T↓ 在一定条件下，存在一合理值。系统刚性好，取较小值；
刚性差，取较大值,参考表2-13。
（五）刃倾角的选择
1.刃倾角的作用 ①影响刀刃锋利性.λ s↑→γ
0e
四、刀具几何参数的合理选择
（一）前角的选择
1.前角的作用 γ
0
↑→变形程度↓→F↓ q ↓→θ ↓→T↑振动↓质量↑ 刀刃和刀头强度↓散热面积容热体积↓断屑困难
在一定的条件下，存在一个合理值
对于不同的刀具材料和工件材料，T 随γຫໍສະໝຸດ 0的变化趋势为驼峰形。
高速钢的合理前角比Y合金的大。 加工塑材的合理前角比脆材的大
↑、rn ↓→ ↑锋利性
②负刃倾角→刀头强度↑散热体积↑
③负刃倾角→ Fp↑→变形↑，易振动→Ra↑ ④正λ s切屑流向待加工表面，负λ s切屑流向已加工表面 在一定条件下， 存在一合理值
2.刃倾角的选择原则
①粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，λ s取负值；
②精加工、系统刚性差（细长轴），λ s取正值； ③微量极薄切削，取大正刃倾角。
合理选择刀具几何参数
低碳钢 8°～10° 10°～12°
中碳钢 5°～7° 6°～8°
淬火钢 8°～10°
不锈钢 6°～8° 8°～10°
灰铸铁 4°～6° 6°～8°
铝及铝合金 8°～10° 10°～12°
跳到 P130
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二、后角 o 和后刀面的选择
2．后刀面型式
后刀面的型式有双重后刀面、消振棱和刃带3种，如图所示。
9
二、后角 o 和后刀面的选择
机械制造基础
1．后角 o 的功用及选择
（1）后角 o 的功用
后角 o 可以减小后刀面与工件之间的摩擦，减少刀具磨损。但后角 o 过大会降低切削刃的强度和
散热能力，从而降低刀具寿命。
（2）后角 o 的选择 后角o 的选择应首先考虑切削厚度 hD，其次考虑工件材料和加工条件。
机械制造基础
刀具几何参数对切削变形、切削力、切削温度、刀具 磨损和已加工表面等都有很大的影响。因此，合理地选择 刀具几何参数，能够充分发挥刀具的切削性能，提高生产 率。
刀具几何参数的合理选择主要包括前角 o 和前刀面、 后角o 和后刀面、主偏角 r 、副偏角 r 、过渡刃、刃 倾角 s 的选择。
减小刀具的径向磨损值NB值，如图所示。
11
二、后角 o 和后刀面的选择
提示
在规定了后刀面磨钝标准VB的情况下，后角较大的刀具达到磨钝标 准时，磨去金属的体积较大，如图所示，从而加大刀具的径向磨损值 NB， 这会影响工件的尺寸精度。
机械制造基础
硬质合金车刀合理后角的参考值如表所示。
工件材料 粗车 精车
塑性大时，后刀面磨损严重，应选取较大的后角 o；工件材料脆性较大时，载荷集中在切削刃处，为提高 切削刃强度，应选取较小的后角 o 。
刀具合理几何参数的选择
全圆弧形可获得较大的前角，且不致使刃部过于削弱，较适
于加工紫铜、不锈钢等高塑性材料，γo可增至25°～30°。
卷屑槽宽Wn愈小，切屑卷曲半径愈小，切屑愈易折断；
但太小，切屑变形很大，易产生小块的飞溅切屑， 也不好。
过大的Wn也不能保证有效地卷屑或折断。一般根据工件材料 和切削用量决定，常取Wn＝(1～10)f。
(1) 考虑刀具材料和结构。刀具材料有高速钢、硬质合金 等；而刀具结构有整体、焊接、机夹、可转位等。
(2) 考虑工件的实际情况。如材料的物理机械性能、毛坯 情况(铸、 锻等)、形状、材质等。
(3) 了解具体加工条件。如机床、夹具情况，系统刚性、 粗或精加工、自动线等。
(4) 注意几何参数之间的关系。如选择前角，应同时考虑 卷屑槽的形状、是否倒棱、刃倾角的正、负等。
(a) 不同刀具材料; (b) 不同工件材料
③考虑具体的加工条件：
粗加工，特别是断续切削，或有硬皮时,如铸、
锻件，γo可小些； 但在需强化切削刃或刀尖时， γo可适当加大；
工艺系统刚性差、机床功率不足时，γo应大些，
减小切削力和振动；
成形刀具，如成形车刀、铣刀，为防止刃形畸
变， 可取γo＝0°；
数控机床、自动机或自动线上用的刀具，考虑 应有较长的刀具耐用度及工作稳定性， 常取较小
但αo太大时将显著削弱刀头强度，使散热条件恶化而
降低刀具耐用度；并使重磨量和时间增加，提高了磨刀 费用。
图 αo对刀具磨损量的影响
2、 选择
切削时同样存在着一个合理的αoPt。αoPt随γo的减小 而增大；也因刀具材料不同而改变， 硬质合金的γo小于 高速钢，rβ大于高速钢，所以αoPt大于高速钢。
直线圆弧形的槽底圆弧半径Rn和直线形的槽底角对切屑的卷
于加工紫铜、不锈钢等高塑性材料，γo可增至25°～30°。
卷屑槽宽Wn愈小，切屑卷曲半径愈小，切屑愈易折断；
但太小，切屑变形很大，易产生小块的飞溅切屑， 也不好。
过大的Wn也不能保证有效地卷屑或折断。一般根据工件材料 和切削用量决定，常取Wn＝(1～10)f。
(1) 考虑刀具材料和结构。刀具材料有高速钢、硬质合金 等；而刀具结构有整体、焊接、机夹、可转位等。
(2) 考虑工件的实际情况。如材料的物理机械性能、毛坯 情况(铸、 锻等)、形状、材质等。
(3) 了解具体加工条件。如机床、夹具情况，系统刚性、 粗或精加工、自动线等。
(4) 注意几何参数之间的关系。如选择前角，应同时考虑 卷屑槽的形状、是否倒棱、刃倾角的正、负等。
(a) 不同刀具材料; (b) 不同工件材料
③考虑具体的加工条件：
粗加工，特别是断续切削，或有硬皮时,如铸、
锻件，γo可小些； 但在需强化切削刃或刀尖时， γo可适当加大；
工艺系统刚性差、机床功率不足时，γo应大些，
减小切削力和振动；
成形刀具，如成形车刀、铣刀，为防止刃形畸
变， 可取γo＝0°；
数控机床、自动机或自动线上用的刀具，考虑 应有较长的刀具耐用度及工作稳定性， 常取较小
但αo太大时将显著削弱刀头强度，使散热条件恶化而
降低刀具耐用度；并使重磨量和时间增加，提高了磨刀 费用。
图 αo对刀具磨损量的影响
2、 选择
切削时同样存在着一个合理的αoPt。αoPt随γo的减小 而增大；也因刀具材料不同而改变， 硬质合金的γo小于 高速钢，rβ大于高速钢，所以αoPt大于高速钢。
直线圆弧形的槽底圆弧半径Rn和直线形的槽底角对切屑的卷
刀具合理几何参数的选择
04
加工精度与表面质量保障 措施
加工精度影响因素剖析
机床精度
机床本身的制造精度、刚度、热稳定性等都 会直接影响加工精度。
刀具磨损
刀具在切削过程中会逐渐磨损，导致加工尺 寸和形状精度下降。
切削参数
切削速度、进给量、切削深度等参数的选择 不合理会导致加工精度降低。
工件材料
工件材料的硬度、韧性等物理特性对加工精 度也有一定影响。
主偏角优化
主偏角的大小会影响切削分力和径向力的大小，进而影响 加工精度和表面质量。需要根据具体加工要求选择合适的 主偏角。
刃倾角优化
刃倾角可以影响切屑的流向和切削刃的受力情况，通过调 整刃倾角可以改善切屑的排出效果和切削刃的受力状况， 提高加工精度和表面质量。
05
生产效率与经济效益提升 途径
生产效率现状分析
合理选择刀具材料
根据工件材料和加工要求选择适合的 刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶 瓷等。
优化刀具几何参数
通过调整前角、后角、主偏角等参数， 降低切削力、切削热，提高刀具耐用 度。
采用涂层技术
在刀具表面涂覆一层或多层硬质薄膜， 提高刀具的硬度、耐磨性和耐热性。
控制切削用量
合理选择切削速度、进给量和背吃刀 量，避免过大的切削力导致刀具快速 磨损。
感谢您的观看
THANKS
刀具合理几何参数的选择
目录
• 刀具几何参数概述 • 切削力与切削热分析 • 刀具磨损与耐用度评估 • 加工精度与表面质量保障措施 • 生产效率与经济效益提升途径 • 总结与展望
01
刀具几何参数概述
定义与分类
刀具几何参数定义
描述刀具形状和尺寸的各参数， 包括切削刃形状、前角、后角、 主偏角、副偏角等。
1.刀具几何参数
3）调整切削用量 提高进给量 f使切削厚度增大， 对断屑有利；但增大 f 会增大加工表面粗糙度。 适当地降低切削速度使切削变形增大，也有利于 断屑，但这会降低材料切除效率。须根据实际条 件适当选择切削用量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• P90 • 思考题：4.1 4.2 4.3 4.12 4.13 4.14 • 作业：4.15
• • • •
倒角刀尖： 参数：粗加工：κε=1/2 κr ,bε=0.5-2 精加工： κε,bε比粗加工小 应用：刃磨方便，适用各类刀具
• 倒角带修光刃：倒角刀尖加修光刃 • 修光刃参数： κε’=0,bε’=1.2-1.5f • 应用：车、刨、面铣刀，半精加工、精加工
刃口
• 锐刃（锋刃）、倒圆刃、倒棱刃、平棱刃、消 振棱刃、白刃（刃带） • 锐刃（锋刃）：高速钢精加工，硬质合金加工 高韧性材料 • 倒圆刃：硬质合金、可转位刀片rn<1/3f,0.05; 作用：提高强度、寿命，减小粗糙度、挤光， 消振。 • 倒棱刃、平棱刃：粗加工、半精加工--硬质合 金 ---车、刨、端面铣刀 • 平棱刃：工艺系统刚度不足，单刃刀具 • 白刃（刃带）：多刃刀具—刃磨次数、方便， 光整
切屑流向
• 刃倾角： • 流屑角：
3.影响断屑因素
• 1）.断屑槽：折线、直线圆弧、全圆弧 • 折线、直线圆弧：碳钢、合金钢、不锈钢 • 全圆弧：塑性高材料、重型刀具
• 断屑槽参数：槽宽LBn、槽深hBn (γBn )
• δBn :反屑角， ρ：切屑卷曲半径 • 参数确定： • A：槽宽LBn小，切屑卷曲半径ρ小—断屑；太小，切屑阻屑、崩刀、切屑飞溅 • B：进给量、背吃刀量、主偏角 大；工材塑性、韧性 小----槽宽LBn选大 • C：反屑角δBn 大—易断屑；太大，阻屑
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• P90 • 思考题：4.1 4.2 4.3 4.12 4.13 4.14 • 作业：4.15
• • • •
倒角刀尖： 参数：粗加工：κε=1/2 κr ,bε=0.5-2 精加工： κε,bε比粗加工小 应用：刃磨方便，适用各类刀具
• 倒角带修光刃：倒角刀尖加修光刃 • 修光刃参数： κε’=0,bε’=1.2-1.5f • 应用：车、刨、面铣刀，半精加工、精加工
刃口
• 锐刃（锋刃）、倒圆刃、倒棱刃、平棱刃、消 振棱刃、白刃（刃带） • 锐刃（锋刃）：高速钢精加工，硬质合金加工 高韧性材料 • 倒圆刃：硬质合金、可转位刀片rn<1/3f,0.05; 作用：提高强度、寿命，减小粗糙度、挤光， 消振。 • 倒棱刃、平棱刃：粗加工、半精加工--硬质合 金 ---车、刨、端面铣刀 • 平棱刃：工艺系统刚度不足，单刃刀具 • 白刃（刃带）：多刃刀具—刃磨次数、方便， 光整
切屑流向
• 刃倾角： • 流屑角：
3.影响断屑因素
• 1）.断屑槽：折线、直线圆弧、全圆弧 • 折线、直线圆弧：碳钢、合金钢、不锈钢 • 全圆弧：塑性高材料、重型刀具
• 断屑槽参数：槽宽LBn、槽深hBn (γBn )
• δBn :反屑角， ρ：切屑卷曲半径 • 参数确定： • A：槽宽LBn小，切屑卷曲半径ρ小—断屑；太小，切屑阻屑、崩刀、切屑飞溅 • B：进给量、背吃刀量、主偏角 大；工材塑性、韧性 小----槽宽LBn选大 • C：反屑角δBn 大—易断屑；太大，阻屑
刀具几何参数与刀具材料的合理选择-yxj资料
种类
碳素 工具 钢 合金 工具 钢
常用牌号
T8A、T10A T12A
9siCr 、 CiWMn
高速 钢
W9Mo3Cr 4V 、 W6Mo5Cr V2
硬度HRC （HRA）
60～64 （ 81 ～ 83） 60～65 （ 81 ～ 84）
63～69 （ 82 ～ 87）
抗弯强 度
（ GP 2.4a5） ～ 2.75
2.刃倾角的选择
选择刃倾角时，应按照刀具的具体工作条件进行具体分析，一般情 况可按加工性质选取。精车λs =0o～5o；粗车λs =0o～-5o； 断续车削λs＝-30o～-45o；大刃倾角精刨刀λs＝75o～80o。
(1)控制切屑的流向 如图5-5所示，当λS =0o 时，切屑垂
直于切削刃流出；λS为负值时，切屑流向已加工表面； λS为正值时，切屑流向待加工表面。
用于机动复 杂的中速刀 具，如钻头、 铣刀、齿轮 刀具等
硬质 合金
陶瓷
（ YG 类 ） 69～81 K 类 （ YT （ 89 ～ 类 ） P 类 93） （ YW 类 ） M类
SG4 、 （ 93 ～
AT6
94）
1500～
2100HV
1.08 ～ 2.16
0.4 ～ 1.115
800 ～ 1100
2.前角的选择原则 （1）主要根据工件材料的性质选择 （2）兼顾根据刀具材料的性质和加工性质 表5-1是硬质 合金车刀合理前角的 参考值。
3.前刀面型式（图5-3 前刀面型式）
（1）正前角平面型 如图5-3a所示，正前角平面型式的特点为：制造简单
能获得较锋利的刃口，但强度低，传热能力差。一般用于精加工刀 具、成形刀具、铣刀和加工脆性材料的刀具。
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车刀量角台
底座为圆盘形，在零度 线左右方向各有100o角度， 用于测量车刀的主偏角和 副偏角，通过底盘指针读 出角度值；工作台可绕底 座中心在零刻度线左右 100o范围内转动；定位块 可在平台上平行滑动，作 为车刀的基准
大扇形刻度盘上有 正负的刻度，用于测 量前角、后角、刃倾 角，通过测量片的指 针指出角度值
节状切屑
节状切屑又称挤裂切屑。切屑上各滑移面 大部分被剪断，尚有小部分连在一起，犹 如节骨状。它的外弧面呈锯齿形，内弧面 有时有裂纹。这种切屑在切削速度较低， 切削厚度较大的情况下产生。出现节状切 屑时，切削过程不平稳，切削力有波动， 已加工表面粗糙度较大。
粒状切屑(单元切屑)
切屑沿剪切面完全断开，因而切屑呈粒 状(单元状)。当切削塑性材料，在切削速度 极低时产生这种切屑。出现粒状切屑时切 削力波动大，已加工表面粗糙度大。
测量片有主平面 （大平面）、底平面、 侧平面三个成正交的 平面组成，在测量过 程中，根据不同的情 况可分别用以代表剖 面、基面、切削平面 等
原始位置调整
• 在基面Pr内测量主偏角Kr和副偏角K'r
在切削平面Ps内测量刃倾角λs
在切削平面内所度量的主 刀刃和基面的夹角 测量方法：旋转测量片，即旋 转底平面（基面）使其与主 刀刃重合
●在自动机或自动线上，宝塔状切屑是一 种比较好的屑形。
●车削铸铁、黄铜等脆性材料时，为避免 切屑飞溅伤人或损坏滑动表面，应设法使 切屑连成卷状。
只有在立式床上镗盲孔时，为了使切屑顺利排出孔外，才 要求形成带状切屑或长螺卷屑。
●C形屑不缠绕工件，也不易伤人，是 一种比较好的屑形。但C形屑高频率的碰撞 和折断会影响切削过程的平稳性，对已加 工表面粗糙度有影响，所以精车时希望形 成长螺卷屑。
●在重型机床上用大切深、大进给量车削钢 件时，C形屑易损坏切削刃和飞崩伤人，所 以通常希望形成发条状切屑。
• 自动线生产用的刀具，主要考虑刀具工作 的稳定性，有时要考虑断屑问题；
• 机床刚性和动力不足时，刀具应力求锋利， 以减小切削力和振动。
kr kr /
五个角度如何选择?
前角的选择
如果出现负前角，切屑会如何变化？
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切屑的种类及卷屑、断屑机理
★切屑的分类
能否合理地进行切削和形成什么样的切屑有着 密切的关系，通过观察切屑的形状可以得到各种 有用的信息。切屑的形状是多种多样的，一般可 以按照如下两种系统分类：
进给平面Pf的夹角 （与表面粗糙度相关）
s
实验原理
车刀量角台是测量车刀几何角度的专用量角仪
1-支角 2-底盘 3-导条 4-定位块 5-工作台 6-工作台指针 7-小轴 8-螺钉轴 9-测量片 10-销轴 11-螺钉 12-大刻度盘 13-滑体 14-小指针15-小刻度盘 16-小螺钉 17-旋钮
崩碎切屑
切削脆件材料时，被切金属层在前刀面的 推挤下未经塑性变形就在张应力状态下脆 断，形成不规则的碎块状切屑。形成崩碎 切屑时，切削力幅度小，但波动大，加工 表面凹凸不平。
切屑的形态是随切削条件的改变而转化 的。在形成节状切屑的情况下，若减小前 角或加大切削厚度，就可以得到粒状切屑； 反之，若加大前角，提高切削速度，减小 切削厚度，则可得到带状切屑。
切屑的形状分类
切屑的形 状大体有带状 屑、C型屑 崩碎屑、螺卷 屑、长紧卷屑、 发条状屑、宝 塔状屑等
★由于切削加工的具体条件不同，要求 切屑的形状也有所不同。
●在一般情况下，不希望得到带状切屑。在切削加工中，理
想的切屑形态应细小而易于控制。长带状并会形成鸟巢形的切 屑是机床操作者最不愿意看到的。带状切屑会挂在主轴、刀片、 夹具和测量装置上，使自动测量和装卸设备无法正常使用。缠 绕在刀具和工件上的长切屑会在工件上形成擦伤，并会缩短刀 具寿命，因为长切屑不能像细小切屑那样有效地从切削区带走 切削热。
刀具标注角度
• 1)前角 0 :在主剖面内度量的基面Pr与前刀面Ar 的夹角。
• 2)后角 0 :在主剖面内度量的后刀面A 与切削平
面Ps的夹角。
• 3)楔角0 :在主剖面内度量的后刀面 A与前刀面
Ar的夹角。
重点掌握
4)刃倾角 s 在切削平面内度量的主切削刃S
与基面Pr的夹角 5)主偏角Kr 在基面Pr内度量的切削平面Ps与
在主剖面P0内测量后角α0
高速钢
高速钢是在高碳钢中加入了大量的 钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素， 这些元素是强烈的碳化物形成元素，与碳 形成高硬度的碳化物，提高了钢的耐磨性 和淬透性。
• 硬质合金是高硬度、难熔金属碳化 物(主要是WC，TiC等．又称高温碳 化物)微米级的粉末，用钴或镍作 粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。
在主剖面P0内测量前角γ0
在测量主偏角时， 主刀刃在基面的投影 与主平面重合， 如果 使主刀刃在基面的投 影相对于主平面旋转 90o，则主刀刃在基面 的投影与主平面垂直， 即可把主平面看作主 剖面。
当测量片指针指零 时，底平面作为基面， 侧平面为主切削平面， 这样就形成了在主剖 面内，基面与前刀面 的夹角，即前角；主 切削平面与后刀面的 夹角，即后角。
陶瓷
纯氧化铝陶瓷
金刚石 加工刀具的刀具，应用广泛
立方氮化硼 磨具 砂轮
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刀具几何参数的选择
在保证加工质量的前提下，能够满足刀 具使用寿命长、生产效率高、加工成本低 的刀具几何参数，称为刀具的合理几何参 数。
一般性原则
• 粗加工时，着重考虑保证刀具使用寿命最 长；
• 精加工时，主要考虑保证加工精度和已加 工表面质量要求；
(1)形态 按照局部观察切屑时的形状来分，如切屑 是连续的还是分离的。
(2)形状 按照整体观察切屑时的形状来分，如切屑 是笔直的或者向哪个方向有多大程分为4种基本类型 带状切屑 节状切屑 粒状切屑 崩碎切屑
带状切屑
带状切屑是最常见的一种切屑。它的形状像一 条连绵不断的带子，底部光滑，背部呈毛茸状。 一般加工塑性材料，当切削厚度较小，切削速度 较高，刀具前角较大时，得到的切屑往往是带状 切屑。出现带状切屑时，切削过程平稳，切削力 波动较小，已加工表面粗糙度较小。
底座为圆盘形，在零度 线左右方向各有100o角度， 用于测量车刀的主偏角和 副偏角，通过底盘指针读 出角度值；工作台可绕底 座中心在零刻度线左右 100o范围内转动；定位块 可在平台上平行滑动，作 为车刀的基准
大扇形刻度盘上有 正负的刻度，用于测 量前角、后角、刃倾 角，通过测量片的指 针指出角度值
节状切屑
节状切屑又称挤裂切屑。切屑上各滑移面 大部分被剪断，尚有小部分连在一起，犹 如节骨状。它的外弧面呈锯齿形，内弧面 有时有裂纹。这种切屑在切削速度较低， 切削厚度较大的情况下产生。出现节状切 屑时，切削过程不平稳，切削力有波动， 已加工表面粗糙度较大。
粒状切屑(单元切屑)
切屑沿剪切面完全断开，因而切屑呈粒 状(单元状)。当切削塑性材料，在切削速度 极低时产生这种切屑。出现粒状切屑时切 削力波动大，已加工表面粗糙度大。
测量片有主平面 （大平面）、底平面、 侧平面三个成正交的 平面组成，在测量过 程中，根据不同的情 况可分别用以代表剖 面、基面、切削平面 等
原始位置调整
• 在基面Pr内测量主偏角Kr和副偏角K'r
在切削平面Ps内测量刃倾角λs
在切削平面内所度量的主 刀刃和基面的夹角 测量方法：旋转测量片，即旋 转底平面（基面）使其与主 刀刃重合
●在自动机或自动线上，宝塔状切屑是一 种比较好的屑形。
●车削铸铁、黄铜等脆性材料时，为避免 切屑飞溅伤人或损坏滑动表面，应设法使 切屑连成卷状。
只有在立式床上镗盲孔时，为了使切屑顺利排出孔外，才 要求形成带状切屑或长螺卷屑。
●C形屑不缠绕工件，也不易伤人，是 一种比较好的屑形。但C形屑高频率的碰撞 和折断会影响切削过程的平稳性，对已加 工表面粗糙度有影响，所以精车时希望形 成长螺卷屑。
●在重型机床上用大切深、大进给量车削钢 件时，C形屑易损坏切削刃和飞崩伤人，所 以通常希望形成发条状切屑。
• 自动线生产用的刀具，主要考虑刀具工作 的稳定性，有时要考虑断屑问题；
• 机床刚性和动力不足时，刀具应力求锋利， 以减小切削力和振动。
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五个角度如何选择?
前角的选择
如果出现负前角，切屑会如何变化？
请翻开书41页
切屑的种类及卷屑、断屑机理
★切屑的分类
能否合理地进行切削和形成什么样的切屑有着 密切的关系，通过观察切屑的形状可以得到各种 有用的信息。切屑的形状是多种多样的，一般可 以按照如下两种系统分类：
进给平面Pf的夹角 （与表面粗糙度相关）
s
实验原理
车刀量角台是测量车刀几何角度的专用量角仪
1-支角 2-底盘 3-导条 4-定位块 5-工作台 6-工作台指针 7-小轴 8-螺钉轴 9-测量片 10-销轴 11-螺钉 12-大刻度盘 13-滑体 14-小指针15-小刻度盘 16-小螺钉 17-旋钮
崩碎切屑
切削脆件材料时，被切金属层在前刀面的 推挤下未经塑性变形就在张应力状态下脆 断，形成不规则的碎块状切屑。形成崩碎 切屑时，切削力幅度小，但波动大，加工 表面凹凸不平。
切屑的形态是随切削条件的改变而转化 的。在形成节状切屑的情况下，若减小前 角或加大切削厚度，就可以得到粒状切屑； 反之，若加大前角，提高切削速度，减小 切削厚度，则可得到带状切屑。
切屑的形状分类
切屑的形 状大体有带状 屑、C型屑 崩碎屑、螺卷 屑、长紧卷屑、 发条状屑、宝 塔状屑等
★由于切削加工的具体条件不同，要求 切屑的形状也有所不同。
●在一般情况下，不希望得到带状切屑。在切削加工中，理
想的切屑形态应细小而易于控制。长带状并会形成鸟巢形的切 屑是机床操作者最不愿意看到的。带状切屑会挂在主轴、刀片、 夹具和测量装置上，使自动测量和装卸设备无法正常使用。缠 绕在刀具和工件上的长切屑会在工件上形成擦伤，并会缩短刀 具寿命，因为长切屑不能像细小切屑那样有效地从切削区带走 切削热。
刀具标注角度
• 1)前角 0 :在主剖面内度量的基面Pr与前刀面Ar 的夹角。
• 2)后角 0 :在主剖面内度量的后刀面A 与切削平
面Ps的夹角。
• 3)楔角0 :在主剖面内度量的后刀面 A与前刀面
Ar的夹角。
重点掌握
4)刃倾角 s 在切削平面内度量的主切削刃S
与基面Pr的夹角 5)主偏角Kr 在基面Pr内度量的切削平面Ps与
在主剖面P0内测量后角α0
高速钢
高速钢是在高碳钢中加入了大量的 钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等合金元素， 这些元素是强烈的碳化物形成元素，与碳 形成高硬度的碳化物，提高了钢的耐磨性 和淬透性。
• 硬质合金是高硬度、难熔金属碳化 物(主要是WC，TiC等．又称高温碳 化物)微米级的粉末，用钴或镍作 粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。
在主剖面P0内测量前角γ0
在测量主偏角时， 主刀刃在基面的投影 与主平面重合， 如果 使主刀刃在基面的投 影相对于主平面旋转 90o，则主刀刃在基面 的投影与主平面垂直， 即可把主平面看作主 剖面。
当测量片指针指零 时，底平面作为基面， 侧平面为主切削平面， 这样就形成了在主剖 面内，基面与前刀面 的夹角，即前角；主 切削平面与后刀面的 夹角，即后角。
陶瓷
纯氧化铝陶瓷
金刚石 加工刀具的刀具，应用广泛
立方氮化硼 磨具 砂轮
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刀具几何参数的选择
在保证加工质量的前提下，能够满足刀 具使用寿命长、生产效率高、加工成本低 的刀具几何参数，称为刀具的合理几何参 数。
一般性原则
• 粗加工时，着重考虑保证刀具使用寿命最 长；
• 精加工时，主要考虑保证加工精度和已加 工表面质量要求；
(1)形态 按照局部观察切屑时的形状来分，如切屑 是连续的还是分离的。
(2)形状 按照整体观察切屑时的形状来分，如切屑 是笔直的或者向哪个方向有多大程分为4种基本类型 带状切屑 节状切屑 粒状切屑 崩碎切屑
带状切屑
带状切屑是最常见的一种切屑。它的形状像一 条连绵不断的带子，底部光滑，背部呈毛茸状。 一般加工塑性材料，当切削厚度较小，切削速度 较高，刀具前角较大时，得到的切屑往往是带状 切屑。出现带状切屑时，切削过程平稳，切削力 波动较小，已加工表面粗糙度较小。